Post on 04-Apr-2015
Présentation des projets Interreg IVB
BIOREFINE et RENEWCentre Wallon de Biologie Industrielle
Cédric TarayreFrank Delvigne
Jacqueline DestainMarina Chanet
Philippe Thonart
Projet BIOREFINE Financement par le programme Interreg IVB Partenariat international
Projet BIOREFINE
Programme Interreg IVB
Programme européen applicable à la zone ENO But: améliorer la situation de la zone ENO au niveau
économique, environnemental, social et territorial
Projet BIOREFINE
Projet BIOREFINE Répartition du travail en 5 Work Packages
WP1: Mise en place d’une plate-forme transnationale des éléments nutritifs
WP2: Sélection des meilleures techniques disponibles pour la récupération des éléments nutritifs
WP3: Sélection et mise en place des meilleures techniques pilotes WP4: Examen de nouvelles stratégies et des synergies dans la
récupération des ressources intersectorielles et mise en œuvre dans les installations pilotes et des essais en laboratoire
WP5: Evaluation du cycle de vie des différentes voies de récupération des éléments nutritifs et identification des freins législatifs
Projet BIOREFINE
La position de Gembloux Agro-Bio Tech
Projet BIOREFINE
Situation actuelle
De nombreux déchets sont actuellement valorisés selon des voies qui peuvent être améliorées (zone ENO) Digestats de méthanisation (épandage, construction, etc.) Boues de stations d’épuration (compostage, méthanisation,
combustion, construction, etc.) Déchets animaux (compostage, épandage, etc.)
Ces déchets contiennent des composés valorisables
Projet BIOREFINE
Boues de STEP
Eau (fraction liquide)
Biomasse (bactéries)
Azote minéralisé Phosphore
Eléments minéraux divers, dont K
Eléments-traces
métalliques
Projet BIOREFINE
Boues de STEP en RWProjet BIOREFINE
Références: SPGE, Région Wallonne et IBW
Exemple de composition d’une boue de STEP (IBW)
N
Exemple: cas de la MoldavieProjet BIOREFINE
Composant Moyenne CV (%) pH de l'extrait aqueux 7,9 2 Humidité (%) 59,3 9 MO (%) 45,3 18 Carbone total (%) 22,1 10 Carbone des acides humiques (%) 4,5 35 Carbone des acides fulviques (%) 3,8 20 N total (%) 2,1 24 Rapport C/N 10,5 15 N-NO3 - mg/100g 13,5 29 N-NH4 - mg/100g 547,8 32 P2O5 total (%) 2,2 42 P2O5 accessible - mg/100g 754,6 35 K2O total (%) 0,97 46 K2O accessible - mg/100g 287,6 27 Al2O3 total (%) 1,98 19 Fe2O3 total (%) 2,53 20 CaO total (%) 7,06 9 MgO (%) 1,72 73 Na2O (%) 0,07 39 Mn total - mg/100g 300 38 Cu total - mg/100g 486 94 Zn - mg/100g 795 53 B - mg/100g 53 30 Mo - mg/100g 3 57 Cd - mg/100g 14 86 Pb - mg/100g 107 73 Ni - mg/100g 57 51 Co - mg/100g 9 49 Cr - mg/100g 151 54
Référence: Siuris A. (2011) PROPERTIES OF SEWAGE SLUDGE RESULTED FROM URBAN WASTEWATER TREATMENT IN THE REPUBLIC OF MOLDOVA . Scientific Papers, UASVM Bucharest, Series A, Vol. LIV, 2011, ISSN 1222-5339
Boues de STEP en RWProjet BIOREFINE
Référence: SPGE
Boues de STEP en RW
Référence: SPGE
Projet BIOREFINE
Digestats de méthanisation
Eau (constituant principal)
Matière organique récalcitrante
(lignine)
Azote minéralisé Phosphore
Eléments minéraux divers, dont K
Eléments-traces
métalliques
Projet BIOREFINE
Digestats de méthanisationProjet BIOREFINE
Variabilité! La composition du digestat dépend de la matière en entrée dans le méthaniseur
Domaine public ou privé Cas d’un digestat issu d’un mélange 53% effluents bovins
(viande), 19% bovins (lait), 7% gazon, 5% digestat, 16% fruits et légumes
Composant Valeur pH de l'extrait aqueux 8.24 Humidité (%) 81.5 Carbone organique – g/kg 70 N organique – g/kg N total – g/kg
5.77.32
Rapport C/N 9.5 N-NO3 – mg/kg <1 N-NH4 – g/kg 1.58 N-Kjeldahl – g/kg 7.32 Phosphore – g/kg 4.42 Potassium – g/kg 8.4 Magnésium – g/kg 1.86 Calcium – g/kg Sodium – g/kg
6.480.97
Matières minérales – g/kg 46
Référence: Cambournac S., Gosset A., Savary P., Souchard A., Weber Q., Yvergniaux G. (2011) Méthanisation: la valorisation du digestat. Université de Nancy – S² WATT
Déchets animaux
Eau (constituant principal)
Biomasse (bactéries)
Azote sous forme d’urée, acide urique,
ammoniaque
Phosphore
Eléments minéraux divers, dont K
Eléments-tracesmétalliques
Projet BIOREFINE
Déchets animauxProjet BIOREFINE
Déchet MS (%) N total (kg/t) N-NH4 (kg/t) P (kg/t) K (kg/t) S (kg/t) Mg (kg/t) Lisier de vaches laitières 6 3 2 0,5 2,9 0,4 0,4 Lisier de porcs 4 4 2,5 0,9 2,1 0,4 0,2 Fumier de poules 30 16 3,2 5,7 7,5 1,5 1,3 Litières de volailles 60 30 12 10,9 15 3,3 2,5 Fumier de vaches 25 6 0,6 1,5 6,7 0,7 0,4 Fumier de porcs 25 7 0,7 3,1 4,2 0,7 0,4
Référence: Lukehurst C.T., Frost P., Al Seadi T. (2010) Utilisation of digestate from biogas plants as biofertiliser. IEA Bioenergy
Déchet Zn (mg/kg MS) Cu (mg/kg MS) Ni (mg/kg MS) Pb (mg/kg MS) Cr (mg/kg MS) Cd (mg/kg MS) Hg (mg/kg MS) Lisier de bovins 176 51 5,5 4,79 5,13 0,2 - Lisier de porcs 403 364 7,8 <1 2,44 0,3 - Litières de volailles 423 65,6 6,1 9,77 4,79 1,03 -
Approche par opérations unitaires Combinaison des différentes opérations unitaires du
génie chimique et biochimique pour récupérer les nutriments (N, P, K) et les éléments-traces métalliques
Mélange
Broyage
Criblage
Agglomération
Cristallisation
Précipitation
Réaction
Fermentation
Sép. magnétique
Flottation
Sédimentation
Centrifugation
Extraction S/L
Echange d’ions
Extraction L/L
Osmose inverse
Filtration
Pervaporation
Dépoussiérage
Adsorption
Absorption
Distillation
Evaporation
Séchage
Fluidisation
Condensation
Sublimation
Lyophilisation
Projet BIOREFINE
Projet BIOREFINE Mise au point de procédés industriels pour récupérer
les nutriments (N, P, K) et les métaux lourds (Sb, As, Cd, Cr, Cu, Pb, Hg, Ni, Se, Te Tl, Sn)
Boues de step Déchets animaux
Procédé 1 Procédé 2 Procédé 3
Récupération de N, P, K et éléments-traces
Digestats
Projet BIOREFINE
Mise en œuvre
Récupération des nutriments par des méthodes chimiques ou biologiques
Exploitation de souches capables d’accumuler N et P (stations d’épuration)
Exploitation de souches applicables au bioleaching (ETM)
Approche métagénomique Autre aspect: recherche de souches productrices de
cellulases ou xylanases à partir des digestats, fumiers ou lisiers
Projet BIOREFINE
Mise en œuvreProjet BIOREFINE
Cas du phosphore
- Pas d’état gazeux- Accumulation exploitée dans les STEP- Forme courante: phosphate
Références: Prescott L., Harley J., Klein D. (2010) Microbiologie. De Boeck.Schvartz C., Muller J.-C., Decroux J. (2005) Guide de la fertilisation raisonnée. Editions France Agricole.
Mise en œuvreProjet BIOREFINE
Approche de la problématique par le génie des procédés et la technologie de fermentation
Récupération de, N, P, K, ETM
Projet RENEW Financement par le programme Interreg IVB Partenariat international
Projet RENEW
Projet RENEW
Application à toute la zone européenne du Nord-Ouest
But: récupération des ressources valorisables issues des déchets
Construction d’un réseau transnational et dynamique Utilisation de nouvelles technologies, sélection des
plus performantes
Développement et commercialisation
Projet RENEW
Projet RENEW Répartition du travail en 4 Work Packages
WP1: Planification technologiqueWP2: Soutien à l’innovationWP3: Innovation technologiqueWP4: Développement et exploitation
Projet RENEW
Acide succinique Acide succinique: intermédiaire métabolique du cycle de
Krebs Intérêt: Base de la synthèse de nombreuses molécules d’intérêt
médical et commercial Production à partir de la souche Actinobacillus succinogenes
Projet RENEW
Production
Méthode: technologie de la fermentation en biofilms Combinaison de la formation des biofilms et de la
technologie de fermentation
Projet RENEW
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Partenaires